考虑失效模式相关性的机械系统可靠性分析

考虑失效模式相关性对机械系统可靠性的影响,提出了一种基于FORM(first order reliability methods)近似的系统可靠性分析方法及其实施流程.采用FORM计算系统各失效模式的可靠度和灵敏度,在此基础上,获得用于衡量失效模式相关性的相关系数矩阵.将系统可靠性模型求解转化为多维正态积分计算,进而采用高效的近似方法获得系统可靠度.给出失效模式灵敏度和随机变量灵敏度的定义及其相应的计算方法.算例结果表明:该方法能够获得较为准确的系统可靠度,且具有较高的计算效率,能够有效识别关键失效模式和随机影响因素.

随机载荷作用下扭力轴耐久性优化设计

利用多工况下扭力轴随机载荷时间历程,编制了8级扭矩谱;考虑材料性能、疲劳影响系数等因素的分散性,应用疲劳可靠性理论与方法,建立了耐久性分析模型,计算了疲劳寿命与耐久度。在此基础上,以车辆行驶6 000 km时扭力轴的耐久度作为目标,以刚度可靠性、结构尺寸等为约束,构建基于耐久度的结构优化模型;提出了以双循环策略处理耐久性目标、单循环策略处理可靠性约束的优化求解方法,既保证了目标的计算精度,又提高了优化计算的效率。优化结果表明:扭力轴在满足刚度可靠性等约束的条件下,耐久度得到明显的提高。

基于故障物理的复杂机械系统可靠性设计分析技术

武器装备机械系统结构复杂、故障模式多、相关性强,工作过程承受振动、冲击、高温等复杂工作环境应力作用。从复杂机械系统及其关键件的故障机理研究出发,分析工作条件、环境应力及时间对系统退化或故障的影响,利用仿真和试验相结合建立零部件、系统可靠性模型,提出一套基于故障物理的复杂机械系统可靠性设计分析流程和方法,包括故障物理模型建立、零部件或结构的可靠性设计分析、机械系统或机构可靠性设计分析等。结果表明:该项技术应用于武器装备关键系统,可以有效预测和评估系统的可靠度和寿命,并提高装备的可靠性水平。

热固耦合条件下气缸盖结构可靠性设计分析

以发动机气缸盖为研究对象,通过故障模式分析找到关键故障模式,借助有限元仿真进行温度场、应力场的耦合分析,基于响应面法给出热固耦合条件下结构可靠性模型,应用一次二阶矩法求解了气缸盖的结构可靠性,并给出各随机因素对气缸盖结构可靠性的灵敏度。该方法适用于气缸盖及相似构件的改进设计及分析。

基于单循环功能度量法的结构可靠寿命优化设计

针对常规的寿命优化设计,未考虑疲劳、磨损影响系数等因素的分散性,引入单循环方法,提出了一种以可靠寿命为目标、约束的结构优化设计方法;将可靠寿命迭代求解与优化计算迭代同步进行,显著提高计算效率;通过对某型车辆传动箱的结构可靠寿命优化设计结果表明该方法具有较好的效果和计算效率。

引信MEMS微结构可靠性仿真及实现方法

针对目前引信MEMS微结构设计中缺乏高效的可靠性量化仿真方法的问题,提出了基于结构性能仿真的可靠性仿真分析及其实现方法。该方法以ANSYS软件为例给出CAE程序的集成方法和实现步骤,解决可靠性分析程序对有限元软件工具的自动调用问题;采用试验设计和近似建模相结合的方法,有效降低可靠性分析程序对有限元仿真的调用次数,在此基础上,给出结构可靠度计算和灵敏度分析的基本原理;提出可靠性仿真实现的总体程序框架,给出各主要模块的功能及其主要函数的伪代码。实际验证结果表明,该仿真方法具有可行性和实用性。

Research and Development of Cemented Carbide Multifacet Drill for Drilling High Strength Steel

目的开发研究用于钻削高强度钢的整体硬质合金群钻钻型．方法吸收普通群钻钻型的经验，改变内外刃结构形式和参数，通过系统钻削试验优化钻刃结构及其几何参数，分析钻削效果．结果新钻型的钻削力降低１０％－２０％，钻削效率（单位时间钻孔数）提高２－３倍，加工精度和表面质量提高约１级．

基于联合梯度算法的结构可靠寿命预计

基于功能度量法,建立机械结构可靠寿命模型,给出可靠寿命求解方法。该方法将可靠寿命的计算问题转换为一个球面约束的优化问题,只需要进行一次优化迭代求解即可获得可靠寿命;针对寿命函数非线性较高,改进均值法易出现难以收敛问题,在此基础上提出了联合梯度算法,并从理论上证明了该算法的收敛性。对某车用轴进行可靠寿命分析,分析结果表明基于联合梯度算法的结构可靠寿命预计方法具有较好的效率和精度。

改进布谷鸟算法在成败型产品可靠性抽样检验方案设计中的应用研究

成败型产品可靠性抽样检验方案设计一直是可靠性试验领域亟待解决的问题之一,使用元启发式算法进行求解是一种新思路。布谷鸟算法是近年来提出的一种新颖的元启发式算法,以其简单高效而获得了广泛应用。提出了以风险距离为目标的成败型产品可靠性抽样检验方案设计模型,之后对标准布谷鸟算法的机理进行了阐述,并针对算法局部寻优能力差的问题,提出了一种两阶段发现概率方法来协调算法的全局搜索能力和局部搜索能力,最后结合具体的算例验证了该方法的可行性和有效性。

稳定变应力作用下疲劳强度可靠性设计方法

稳定变应力作用下机械零件的疲劳强度可靠性设计需要校核零件危险截面处的安全程度和计算可靠度 ,以检验是否达到设计要求。由于许用极限应力的变化与工作应力的增长规律有关 ,使计算危险截面处的可靠度比较困难。本文通过研究应力集中、尺寸和表面状态对零件极限应力的影响 ,以及寿命系数的影响 ,在应力循环特性为常数情况下 ,工作点分别位于疲劳区和塑性区时 ,利用可靠性工程技术 。

群钻技术的发展

普通麻花钻受其固有结构的限制,其几何形状存在着某些缺陷。通过对其切削部分的修磨,可以得到一定改善。“群钻”就是一种行之有效的修磨形式。如果采用比普通高速钢性能更好的新型刀具材料,或变革麻花钻的结构,在此基础上再将钻头切削部分修磨成“群钻”钻型,则钻孔效果将进一步提高。近年来,新刀具材料的研制技术和刀具的制造技术有了很大的发展。

非牛顿热弹性流体动力润滑的能量参数

面向非牛顿热弹性流体动力润滑,定义了一个能量参数,它综合考虑了尺度效应、非牛顿效应和热效应。经过数值解验证了该参数的独立性,通过改变尺度讨论了该参数的变化对选择弹流模型的影响。结果表明:当该参数较小时,热效应可以忽略,牛顿流体热模型和Eyring流体热模型可分别用对应的等温模型来替代;而当该参数增大到一定值时,非牛顿效应可以忽略而热效应则必须加以考虑,此时Eyring流体热模型可用牛顿流体热模型来替代。

装甲车辆环境剖面分析及环境量值确定

装甲车辆全寿命周期要经历多个任务剖面,承受各种环境应力变化的危害。详细分析了装甲车辆寿命期环境剖面及环境因素,讨论了装甲车辆易受环境影响的主要电气设备。最后提出了局部环境量值确定方法。

炮射导弹武器系统环境适应性要求与分析

针对炮射导弹武器系统环境适应性要求,开展了环境特性分析和环境适应性故障模式分析,确定各类环境应力极值,以及故障模式对炮射导弹的影响分析,并以某型号为例进行了环境适应性分析应用。

基于随机森林的现场可更换单元划分研究

给出了随机森林解决LRU划分问题的框架,提出了一种随机森林改进模型,试验结果显示,可解决现场可更换单元划分。

改进的结构系统可靠度的条件边缘乘积法

分析了结构系统可靠度计算与多维正态积分之间的转化关系,以及原有的用于多维正态积分计算的条件边缘乘积法的不足之处,从条件正态分位数计算和相关系数矩阵修正两方面给出改进措施,形成一种改进的条件边缘乘积法。该方法采用数值积分方法进行二维正态分布函数的计算,提高原有方法中条件正态分位数计算的精度,并在此基础上对各相关系数矩阵进行修正,从而有效提高了原有方法在串联系统可靠度计算中的精度。同时,将这一改进方法与单失效模式下的结构可靠度显式迭代算法相结合,提出从单元到系统的结构系统可靠度分析流程。数值算例表明了这一改进方法的有效性和实用性。